■陳國良 ■連云港蘇錦混凝土制品有限公司，江蘇 連云港 222000

火害對鋼筋混凝土的損傷表現(xiàn)在兩個方面，其一是當混凝土中性化深度超過鋼筋保護層厚度時，鋼筋失去堿性環(huán)境的保護致使鋼筋的銹蝕速度加快，其二表現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)更變得疏松、開裂、剝裂、混凝土結(jié)構(gòu)整體強度的降低。因此對于火害損傷鋼筋混凝土的修復分為兩個步驟，首先是鋼筋周圍混凝土的堿性環(huán)境的恢復，其次是混凝土強度的提高。

電化學處理用于恢復混凝土內(nèi)鋼筋周圍堿性即稱為電化學再堿化，主要是在置于混凝土構(gòu)件表面上的外部電極和鋼筋之間通一直流電，鋼筋作為陰極，外部電極作為陽極，和其間的堿性電解質(zhì)共同構(gòu)成回路，對鋼筋進行陰極極化在整個系統(tǒng)中進行電化學反應。電化學再堿化成功與否主要取決于再堿化后鋼筋周圍的氫氧根的濃度，即鋼筋周圍的酸堿度。本研究主要建立以控制再堿化后鋼筋周圍溶液的酸堿度為目標的模式。

1 研究方法

在再堿化處理不同的階段，主要由混凝土孔隙率、中性化深度、水泥及集料種類、外加電壓大小等因素來決定鋼筋周圍的氫氧根濃度增高，鋼筋鈍化膜的重新形式?；炷猎賶A化的控制主要控制外加的電流密度和通電時間，依據(jù)試驗條件和現(xiàn)象提出以下假設和推斷后進行:第一，堿化過程中電流在與電解質(zhì)接觸的混凝土表面上均勻分布;第二，鋼筋混凝土構(gòu)筑物火災前的碳化和火災造成的碳化相比可以忽略;第三，電解液中僅考慮人為加入的電解質(zhì)離子，忽略其他離子的導電性能;第四，電解后停留在鋼筋周圍的氫氧根均勻分布在火災后中性化的混凝土保護層內(nèi)。

如果確定了k 值，則可以根據(jù)再堿化后要達到的要求來選擇外加電流密度和通電時間。在本研究中以實驗室根據(jù)GB50010 -2000 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范要求，制作C20 及C50 分別為普通強度試件及高強度試件兩個強度等級的鋼筋混凝土構(gòu)件，兩種鋼筋混凝土于火害前的酸堿度分別為12.5 及11.2。依模擬火災現(xiàn)場按照ISO834 的模擬火害鋼筋混擬土后，進行再堿化技術的修復。本試驗假設再堿化技術可恢復火害后的鋼筋混凝土至火害前的堿性環(huán)境。電流密度j 為1.0A/m2，通電時間為6.05 ×105秒，鋼筋混凝土的降伏強度為225MPa。由實驗火害后普通強度鋼筋混凝土強度為13.5MPa，中性化深度為20.8mm，推估普通強度鋼筋混凝土的孔隙率參數(shù)的k 值為6.3 ×10-4?；鸷蟾邚姸蠕摻罨炷翉姸葹?3.1MPa，中性化深度為19.2mm，推估高強度鋼筋混擬土的k 值為2.5 ×10-5。由上述試驗所得k 值可分別作為火害普通強度和高強鋼筋混凝土孔隙率的建議參數(shù)值。

2 火災后鋼筋混凝土堿性修復技術應用

根據(jù)上述電化學再堿化的試驗研究結(jié)果，應用于本研究模擬實際火害后鋼筋混凝土利用再堿化法修復鋼筋混凝土堿性環(huán)境的操作步驟，以呈現(xiàn)再堿化技術酸堿度控制模式的實用性?；馂暮蟛捎弥行曰C電化學法檢測鋼筋混凝土的損傷深度，進而判斷火災是否對鋼筋造成了損傷。本試驗由實驗火害后普通強度及高強度的鋼筋混凝土中性化深度分別為20.8mm 及19.2mm，一般鋼筋混凝土于中性化深度約為20mm 即顯示對鋼筋造成了損傷，因此后續(xù)可選擇再堿化法修復損傷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

選擇再堿化后的酸堿度以回復火害前混凝土的堿性環(huán)境的要求，結(jié)合混凝土的中性化深度和結(jié)構(gòu)的實際強度，依據(jù)前面試驗估計孔隙率的參數(shù)K 值。本普通強度的鋼筋混凝土電流密度為1.0A/m2，通電時間需達約7 天，藉由模式預測再堿化的酸堿度為12.5，實際以酸堿度計測得再堿化火害后鋼筋普通強度混凝土的酸堿度為12.0。高強度鋼筋混凝土通以電流密度j 為1.0A/m2，通電時間需達約7 天，藉由模式預測再堿化的酸堿度為11.2，經(jīng)由酸堿度計測得火害后高強度鋼筋混凝土的酸堿度為11.2。由結(jié)果可發(fā)現(xiàn)本實驗所應用的模擬火害后鋼筋混凝土之酸堿度，利用模式所得預測值及實際值都相當接近。

3 結(jié)論

當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體遭受火災損傷時，可利用再堿化技術修復因高溫下由于逐漸的碳化，導致混凝土堿度變低，發(fā)生混凝土中鋼筋的腐蝕及保護層的劣化。火害對鋼筋混凝土的損傷表現(xiàn)當混凝土中性化深度超過鋼筋保護層厚度時，鋼筋失去堿性環(huán)境的保護致使鋼筋的銹蝕速度加快。因此對于火害損傷鋼筋混凝土的修復是利用鋼筋周圍混凝土的堿性環(huán)境的恢復，利用本酸堿度控制模式的建立，可有助于再堿化技術應用于修復火害后的鋼筋混凝土電化學表征值的預估。

［1］傅傳國，王廣勇，王玉鐲.火災作用下鋼筋混凝土框架節(jié)點溫度場分析［J］.山東建筑大學學報.2009(01).

［2］鄭永乾，韓林海.火災下梁柱連接節(jié)點力學性能研究［J］.鋼結(jié)構(gòu).2007(01).